專利名稱：冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一般工業(yè)領(lǐng)域中，利用水的蒸發(fā)對(duì)被冷卻體進(jìn)行冷卻的冷卻器，例如空調(diào)裝置的凝縮器等。
背景技術(shù)：
作為蒸發(fā)式冷卻器，現(xiàn)有的一種公開(kāi)在日本國(guó)專利特開(kāi)2001-244397號(hào)公報(bào)上。該冷卻器具有不能透過(guò)水但可自由透過(guò)水蒸氣的片狀的透過(guò)部件、在毛細(xì)管現(xiàn)象作用下可使水流動(dòng)通過(guò)的供給路、由液體不能透過(guò)且具有熱傳導(dǎo)性的材料加工成板狀或片狀的不透過(guò)部件，該不透過(guò)部件配置在被冷卻體一側(cè)上的與上述透過(guò)部件相對(duì)的位置上，進(jìn)入上述供給路的水在來(lái)自被冷卻體一側(cè)的熱量作用下被蒸發(fā)，該水蒸氣通過(guò)上述透過(guò)部件被排放到冷卻器的外部。
上述透過(guò)部件中所使用的透濕膜，已在服裝業(yè)為中心的一些領(lǐng)域中被實(shí)用化。一般來(lái)說(shuō)，該透濕膜是把形成有水滴的2萬(wàn)分之1、水蒸氣分子的1000倍大小的超微細(xì)孔的薄膜固定在基布上，使之具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，由具有透濕性材料構(gòu)成。這種透濕性要么是①利用了氣體分子與液體分子大小的不同，要么是②利用聚氨酯薄膜具有的吸濕性，利用了在高濕度的一側(cè)吸濕、在低濕度的一側(cè)放出水蒸氣的物理化學(xué)特性。
但是，具有上述透濕膜的冷卻器，會(huì)由于該透濕膜長(zhǎng)期與水接觸而劣化，造成使用壽命不長(zhǎng)的缺點(diǎn)。例如，上述公報(bào)中所述的聚氨酯因長(zhǎng)期與水接觸而產(chǎn)生水分解反應(yīng)造成劣化，最壞的情況會(huì)造成透濕膜破裂等。
鑒于這種情況，本發(fā)明的目的是提供一種新型冷卻器，它能把由內(nèi)部水的蒸發(fā)而產(chǎn)生的水蒸氣順利地排放到外部，并且耐水性優(yōu)良、壽命長(zhǎng)。進(jìn)而利用該冷卻器，提供優(yōu)良的凝縮器。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述課題，本發(fā)明提供的冷卻器是配置有水不能透過(guò)的不透水部件，在其內(nèi)側(cè)形成水的供給路，且該不透水部件至少有一部分由水不能通過(guò)但水蒸氣能自由透過(guò)的透過(guò)部件構(gòu)成，進(jìn)入上述供給路的水被蒸發(fā)，產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)該透過(guò)部件被排放到外部，同時(shí)，該透過(guò)部件由具有防水性的材料構(gòu)成網(wǎng)狀體(權(quán)利要求1)。
該冷卻器中，由于上述透過(guò)部件使用防水性材料，所以即使經(jīng)常與水接觸也幾乎不發(fā)生劣化。而且由于它的形狀是網(wǎng)狀體，通過(guò)適當(dāng)設(shè)定其網(wǎng)孔的大小能在有效地抑止漏水的同時(shí)，確保將水蒸氣排放到外部去。
上述透過(guò)部件也可以不必完全阻止水的通過(guò)，在不影響實(shí)用的范圍內(nèi)可以允許有微量的漏水。若把構(gòu)成該透過(guò)部件的網(wǎng)狀體的網(wǎng)孔的尺寸設(shè)定為使其能經(jīng)受住上述供給路中供給水的壓力、在該水的表面張力作用下阻止水透過(guò)那樣的大小(權(quán)利要求6)，則能確實(shí)地防止水通過(guò)透過(guò)部件漏向外部的問(wèn)題。
該冷卻器的具體構(gòu)造由一對(duì)板狀或片狀的不透水部件相對(duì)配置而成，該不透水部件至少有一部分由上述透過(guò)部件構(gòu)成，同時(shí)在兩個(gè)不透水部件之間配置吸水部件，利用毛細(xì)管現(xiàn)象構(gòu)成可供水流通的供給路(權(quán)利要求2)。
利用這種結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)該冷卻器全體的薄型化，并利用配置在其內(nèi)側(cè)的吸水部件的毛細(xì)管現(xiàn)象可使水適度流通。
這里的一對(duì)不透水部件，既可以是一方由片狀的透過(guò)部件構(gòu)成，另一方由使用液體不能透過(guò)的材料形成板狀或片狀的不透過(guò)部件所構(gòu)成(權(quán)利要求3)，也可以是雙方的不透水部件都由片狀的透過(guò)部件構(gòu)成(權(quán)利要求4)。
如果是權(quán)利要求3的情況，其中一方是不透過(guò)部件，則通過(guò)把冷卻器全體配置成該不透過(guò)部件緊貼在冷卻面上的形態(tài)，從而能高效地從冷卻面上吸收熱量。如果是權(quán)利要求4的情況，雙方的不透水部件都是透過(guò)部件，則可使結(jié)構(gòu)緊湊，水蒸氣的放出面積十分大，可高效地向外部散熱。
又，在權(quán)利要求2所述的冷卻器中，兩個(gè)不透水部件分別緊貼于上述吸水部件(權(quán)利要求5)，可使冷卻器全體更加薄型化，同時(shí)，能減少不透水部件間、及不透水部件與吸水部件間的熱阻力，得到良好的熱傳導(dǎo)性。
又，本發(fā)明是在具有供經(jīng)壓縮后的制冷劑流通的流通管路、對(duì)該流通的制冷劑進(jìn)行冷卻使之凝縮的凝縮器中，所述流通管路具有散熱面，用于把凝縮上述制冷劑產(chǎn)生的熱量排放到外部，并且，利用水的蒸發(fā)熱，把吸收上述制冷劑凝縮熱的冷卻組件緊貼配置在該散熱面上，該冷卻組件由權(quán)利要求3所述的冷卻器構(gòu)成，該不透過(guò)部件緊貼配置于上述凝縮器的散熱面上(權(quán)利要求7)。
在這個(gè)凝縮器中，從散熱面散放出的凝縮熱被傳導(dǎo)至緊貼于該散熱面的冷卻組件，轉(zhuǎn)換成該冷卻組件內(nèi)的水的蒸發(fā)熱。具體地說(shuō)，從凝縮器的散熱面?zhèn)鲗?dǎo)至冷卻組件的凝縮熱被轉(zhuǎn)換成該冷卻組件內(nèi)的水的蒸發(fā)熱，進(jìn)而通過(guò)冷卻組件的透過(guò)部件把其蒸發(fā)所產(chǎn)生的水蒸氣排放出外部。即、利用上述的水的蒸發(fā)熱，能有效地冷卻流通管路內(nèi)的制冷劑使之凝縮。
而且，構(gòu)成冷卻組件的透過(guò)部件和不透過(guò)部件呈片狀或板狀，組件全體呈薄型，只要把該冷卻組件和流通管路的散熱面緊貼在一起就可使制冷劑凝縮，凝縮器全體的結(jié)構(gòu)從而變得緊湊，同時(shí)，由于沒(méi)有必要象現(xiàn)有的技術(shù)一樣在流通管路的周圍制造強(qiáng)氣流，故運(yùn)行時(shí)比較安靜。
作為凝縮器的具體結(jié)構(gòu)，上述流通管路應(yīng)設(shè)置成如同蛇行的彎曲狀，一對(duì)冷卻組件應(yīng)配置成橫跨該流通管路的彎曲部分，從兩側(cè)夾住上述彎曲部分并緊貼該彎曲部分的表面(權(quán)利要求8)。這樣的結(jié)構(gòu)能利用流通管路的彎曲形狀來(lái)確保流通管路的長(zhǎng)度，并且只用一對(duì)冷卻組件夾住該彎曲部分這樣一種極薄構(gòu)造就能有效地凝縮該流通管路內(nèi)的制冷劑。
更進(jìn)一步，若設(shè)置多列上述流通管路的彎曲部分以及緊貼其表面的冷卻組件，在各列間形成可供空氣流通的空間(權(quán)利要求9)，則凝縮器全體既顯得緊湊，又能通過(guò)各列間的空氣流，促進(jìn)來(lái)自各冷卻組件的透過(guò)部件的水蒸氣流出(即、促進(jìn)冷卻組件內(nèi)的水蒸發(fā))，這樣可進(jìn)一步提高凝縮效率。又，各空氣流的流量只要能促進(jìn)位于該空氣流兩邊外側(cè)的冷卻組件內(nèi)的水蒸氣的流出即可，故不需要大的流量，因而幾乎不會(huì)產(chǎn)生噪音。
另外，本發(fā)明的空調(diào)裝置包含了對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的制冷劑壓縮機(jī)、冷卻被制冷劑壓縮機(jī)壓縮的制冷劑使之凝縮并具有散熱面的凝縮器、使凝縮的制冷劑隔熱自由膨脹的膨脹閥、從外部吸熱使隔熱自由膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，并且該凝縮器是如權(quán)利要求7所記載的凝縮器(權(quán)利要求10)。
這種空調(diào)裝置能利用冷卻組件吸收從凝縮器的散熱面放出的凝縮熱，可有效地抑止凝縮器外部溫度的上升，同時(shí)進(jìn)行制冷。
并且，至少在室外機(jī)裝有上述凝縮器的場(chǎng)合下(權(quán)利要求11)，能有效地抑止從該室外機(jī)向外部空氣排放熱風(fēng)，防止外部環(huán)境的惡化。
附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例1的冷卻器的一部分的剖面立體圖。
圖2是構(gòu)成上述冷卻器的透過(guò)部件的表面放大圖。
圖3是說(shuō)明在表面張力作用下防止漏水的原理圖。
圖4是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例1的冷卻器的適用圖。
圖5是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例1的冷卻器的冷卻特性圖。
圖6是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例2的冷卻器的外觀立體圖。
圖7表示了一例空調(diào)裝置的系統(tǒng)構(gòu)成圖，該空調(diào)裝置配備的凝縮器包含了本發(fā)明的作為冷卻組件的冷卻器。
圖8是表示上述凝縮器結(jié)構(gòu)例的剖面圖。
圖9(a)是有關(guān)本發(fā)明的凝縮器的另一結(jié)構(gòu)例的剖面正面圖，(b)是它的側(cè)面圖。
圖10是有關(guān)圖9中的凝縮閥的主要部分的剖面立體圖。
圖11是配備有本發(fā)明的凝縮閥的空調(diào)裝置的另一例空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成圖。
圖12是配備有本發(fā)明的凝縮閥的空調(diào)裝置的又一例空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成圖。
發(fā)明效果綜上所述，本發(fā)明配置有水不能透過(guò)的不透水部件，在其內(nèi)側(cè)形成水的供給路，且該不透水部件至少有一部分是由水不能通過(guò)但水蒸氣能自由透過(guò)的透過(guò)部件構(gòu)成，該透過(guò)部件由防水性材料構(gòu)成網(wǎng)狀體，因而能防止上述透過(guò)材料的劣化，確保使用壽命，并且，通過(guò)適當(dāng)設(shè)定該透過(guò)部件的網(wǎng)狀體的網(wǎng)孔大小，既能有效地抑止漏水，同時(shí)又能確保將水蒸氣排放到外部去。
發(fā)明實(shí)施例圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的冷卻器10一部分的剖面立體圖。該冷卻器10包含了相對(duì)配置的透過(guò)部件11和不透過(guò)部件13，兩者之間是水的供給路12。
透過(guò)部件11如后面將作的詳細(xì)介紹，具有水不能通過(guò)但水蒸氣可透過(guò)的構(gòu)造。不透過(guò)部件13由液體不能透過(guò)的材料構(gòu)成，呈板狀或片狀，配置在被冷卻體的一側(cè)。具體的材料是鋁或銅等的金屬材料，除此之外，也可適用以薄的塑料片為主的合成樹(shù)脂，熱傳導(dǎo)性好的材料更佳。
水的供給路12因毛細(xì)管現(xiàn)象的作用，可使水14流通。圖例中，將由利用毛細(xì)管現(xiàn)象的吸水能力強(qiáng)的材料、例如植物性纖維做成布狀的吸水部材12a而構(gòu)成。該吸水部件12a的兩側(cè)面分別與上述透過(guò)部件11和不透過(guò)部件13的內(nèi)側(cè)面緊貼，在這個(gè)部分以外的位置上，透過(guò)部件11與不透過(guò)部件13直接緊貼。這樣，既可使冷卻器全體呈薄型化，與此同時(shí)又減少了部件間的熱阻力。
也就是說(shuō)，吸水部件12a夾在透過(guò)部件11和不透過(guò)部件13之間，通過(guò)緊貼方式19互相緊密結(jié)合。作為該緊貼方式19，可以是①按一定間隔縫合兩個(gè)部件11、13，②使用粘合劑粘合，③利用熱熔融，④采用柳釘或螺釘進(jìn)行機(jī)械連接等方法。
以上的結(jié)構(gòu)，利用毛細(xì)管現(xiàn)象的吸水作用賦予供給路12強(qiáng)制性吸水的功能。
在供給路12的上方，設(shè)置有向該供給路12分配水的配水構(gòu)件17。配水構(gòu)件17與從外部供水用的給水管18連接。
圖2表示的是透過(guò)部件11構(gòu)成例的表面放大圖。如圖所示的透過(guò)部件11由具有防水性能的材料構(gòu)成的纖維線20編織成網(wǎng)狀體。具體地說(shuō)，縱線20a和橫線20b大致相互垂直狀交叉，利用這些縱線20a和橫線20b形成了大致呈矩形的網(wǎng)孔20c。
具有防水性能的材料，舉例來(lái)說(shuō)可以是如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等的纖維線，或者是在不銹鋼金屬網(wǎng)上加工有氟樹(shù)脂而成的網(wǎng)狀體等。網(wǎng)狀體的網(wǎng)孔20c的尺寸應(yīng)設(shè)定為如下在水的表面張力作用下、能限制進(jìn)入供給路12的水14通過(guò)該網(wǎng)孔20c流出外部那樣的大小。
圖3表示的是毛細(xì)管21豎立在水中時(shí)的水被壓至低于基準(zhǔn)水面22的狀態(tài)。水在毛細(xì)管21內(nèi)移動(dòng)的現(xiàn)象一般被稱為毛細(xì)管現(xiàn)象，毛細(xì)管的材料與水的接觸角度α小于90度時(shí)，毛細(xì)管21內(nèi)的移動(dòng)水面23被拉升至基準(zhǔn)水面22以上，大于90度時(shí)，如圖3那樣，移動(dòng)水面23被壓低至基準(zhǔn)水面22以下。在毛細(xì)管現(xiàn)象作用下，毛細(xì)管內(nèi)上下移動(dòng)的移動(dòng)水面23與基準(zhǔn)水面22之間的距離h符合下面的公式。
h＝(2Tcosα)/(gρr) (1)T液體表面張力g重力加速度ρ液體密度α接觸角r毛細(xì)管半徑若作用在毛細(xì)管的開(kāi)口部24的水壓小于相當(dāng)于上述距離h的壓力，則作用在開(kāi)口部24周圍部分25的表面張力可保持住水。即、當(dāng)供給路12內(nèi)的水14的水壓達(dá)到相當(dāng)于上述距離h的壓力時(shí)，如果預(yù)先將表示透過(guò)部件11的開(kāi)口部(網(wǎng)孔20c)大小的尺寸、具體是指圖2所示的網(wǎng)孔20c呈正方形時(shí)的一邊的尺寸2r大致滿足下面的公式的話，則進(jìn)入到供給路12的水可由透過(guò)部件11所保持。
r＜(2T.cosα)/(gρr)(2)下面說(shuō)明冷卻器10的作用。圖4表示的是用熱膠粘劑27把冷卻器10與需冷卻的被冷卻體26接合后的狀態(tài)。涂上熱膠粘劑27是出于減少接合面的熱阻力的考慮。如圖所示，被冷卻體26裝上冷卻器10時(shí)，不透過(guò)部件13在被冷卻體26一側(cè)，透過(guò)部件11在面向外部大氣的一側(cè)。
被冷卻體26進(jìn)行冷卻時(shí)，從給水管18通過(guò)配水構(gòu)件17向供給路12提供水14，與此同時(shí)，在透過(guò)部件11的外面形成空氣流15。此時(shí)，供給路12中設(shè)置有吸水部件12a，利用毛細(xì)管現(xiàn)象的強(qiáng)制性吸水力發(fā)揮作用，向供給路12的整個(gè)區(qū)域提供水蒸發(fā)冷卻所需的水。
被冷卻體26產(chǎn)生的熱量通過(guò)熱膠粘劑27和不透過(guò)部件13，進(jìn)入供給路12，水14加熱后蒸發(fā)，生成水蒸氣氣流16。生成的該水蒸氣氣流16透過(guò)透過(guò)部件11后與空氣流15匯合。這樣，來(lái)自被冷卻體26的熱量利用水的蒸發(fā)向外擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)利用水蒸發(fā)進(jìn)行冷卻的效果。
來(lái)自被冷卻體26的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)在供給路12中進(jìn)行熱移動(dòng)，到達(dá)透過(guò)部件11的表面，供給路12應(yīng)做得盡可能的薄以便減少熱傳導(dǎo)時(shí)的熱阻力。為此，將吸水部件12a介于透過(guò)部件11與不透過(guò)部件13之間，通過(guò)緊貼方式19緊密結(jié)合。狹小的供給路12由于利用吸水部件的毛細(xì)管的強(qiáng)制性吸水作用保證水的供給，因此，不會(huì)使水枯竭，可實(shí)現(xiàn)均等的利用水蒸發(fā)的冷卻。
圖5表示的是把冷卻器10和被冷卻體26結(jié)合進(jìn)行冷卻時(shí)、從被冷卻體26進(jìn)入的熱量與供給路12的溫度及水蒸氣的生成量之間的關(guān)系。透過(guò)部件11例如使用的是厚度為0.38mm、透氣度為2500cc/cm2·min的聚丙烯纖維平織的過(guò)濾網(wǎng)狀體。如圖所示，冷卻功能可達(dá)到3000-5000kcal/m2·hr，此時(shí)的水蒸氣的透過(guò)量為10數(shù)kg/m2·hr，是現(xiàn)有的透濕膜的水蒸氣透過(guò)量的數(shù)百倍。使用材料的耐水壓達(dá)到了100mmAq。
如上所述，適當(dāng)選定網(wǎng)孔20c的大小2r，使透過(guò)部件11的網(wǎng)孔20c處形成的水表面張力大于向供給路12供水的水14的壓力，則可實(shí)現(xiàn)在防止水從透過(guò)部件流出的同時(shí)、可實(shí)現(xiàn)使在一般工業(yè)領(lǐng)域中冷卻被冷卻體時(shí)生成的水蒸氣通過(guò)的冷卻器。
另外，在實(shí)施例1中，可使用由聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等纖維線織成的布狀體、或在不銹鋼的金屬網(wǎng)上加工氟樹(shù)脂后形成的網(wǎng)狀體等，只要接觸角α大于90度且具有防水性，可不問(wèn)使用何種具體材料。用這種防水性材料構(gòu)成透過(guò)部件11，可使該透過(guò)部件11即使與水長(zhǎng)時(shí)間接觸也可避免劣化，延長(zhǎng)使用壽命。
圖6是將實(shí)施例2的冷卻器28的一部分剖開(kāi)的立體圖。該冷卻體28由一對(duì)透過(guò)部件29相對(duì)配置而成，它的周圍用不滲水的結(jié)構(gòu)密封。各透過(guò)部件29與實(shí)施例1中的透過(guò)部件11一樣，由有選擇性透過(guò)水蒸氣的網(wǎng)狀體構(gòu)成。一對(duì)透過(guò)部件29以一定的間隔通過(guò)緊貼方式30運(yùn)用機(jī)械的、化學(xué)的、或熱熔融的方式緊密結(jié)合在一起，水利用配水構(gòu)件31從外部送到冷卻器28內(nèi)部，配水構(gòu)件31的一端設(shè)置有給水口32。
在一對(duì)透過(guò)部件29之間形成可供水流通的供給路33。具體地說(shuō)，透過(guò)部件29相互之間填充有利用毛細(xì)管現(xiàn)象的吸水能力強(qiáng)的如植物性纖維做成布狀的吸水部件33a，利用其毛細(xì)管現(xiàn)象的吸水能力，將水34經(jīng)過(guò)配水構(gòu)件31輸送給供給路33。
下面說(shuō)明該冷卻器28的動(dòng)作。當(dāng)冷卻器28的外面受到熱照射35時(shí)，冷卻器28的外面會(huì)形成空氣流36，供給路33內(nèi)的水34被加熱蒸發(fā)，通過(guò)透過(guò)部件29生成水蒸氣流37，被空氣流36所吸收。供給路33利用吸水部件33a的毛細(xì)管現(xiàn)象的吸水作用，向供給路33整個(gè)區(qū)域補(bǔ)充因蒸發(fā)而減少的水分。
如果在上述一對(duì)透過(guò)部件29至少一方的外面通上空氣使供給路33內(nèi)的水34蒸發(fā)，并使通過(guò)透過(guò)部件29的水蒸氣流37被吸收進(jìn)空氣流36中而散發(fā)熱量，則可以把冷卻器10的兩面都作為水蒸氣的擴(kuò)散面，在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化和冷卻器10全體小型化的同時(shí)，可對(duì)來(lái)自外部的熱照射進(jìn)行高效的熱遮蔽。
如果在冷卻器28的兩面形成空氣流36，促進(jìn)水蒸氣的蒸發(fā)，則可進(jìn)一步提高散熱效果。
下面說(shuō)明采用上述冷卻器構(gòu)成的凝縮器、以及具有該凝縮器的空調(diào)裝置。
圖7表示的是具有本發(fā)明的凝縮器40的空調(diào)裝置，是一個(gè)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行制冷的制冷專用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)例。圖中的裝置由制冷劑壓縮機(jī)1、上述凝縮器40、膨脹閥4和蒸發(fā)器3組成。
制冷劑壓縮機(jī)1壓縮制冷劑，凝縮器40利用水的蒸發(fā)將上述制冷劑壓縮機(jī)1生成的高溫高壓的制冷劑凝縮液化。膨脹閥4使凝縮的制冷劑絕熱自由膨脹。蒸發(fā)器3利用風(fēng)扇3a的驅(qū)動(dòng)吸入需冷卻的室內(nèi)空氣，利用從該空氣中吸收的熱量，使絕熱自由膨脹后的制冷劑蒸發(fā)汽化。上述壓縮機(jī)1和凝縮器40構(gòu)成室外機(jī)7，安裝在室外，膨脹閥4和蒸發(fā)器3構(gòu)成室內(nèi)機(jī)8，安裝在需制冷的室內(nèi)。
圖8表示的是上述凝縮器40的具體的結(jié)構(gòu)例剖面圖。圖示的凝縮器40由流通管路41纏繞在中空的筒體44周圍構(gòu)成。
筒體44可做成圓筒狀、矩形狀、跑道狀或其它的筒狀，而且有必要的話，兩端的直徑也可以不同。筒體44的材料最好是用象金屬一樣的機(jī)械強(qiáng)度和熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的材料。另外，該筒體44本身也可根椐情況而被省略。
高壓制冷劑在流通管路41內(nèi)部流通，可以把該流通管路41沿上述筒體44的外周面呈螺旋狀纏繞進(jìn)行固定。
并且，該凝縮器40的特點(diǎn)是，由上述圖1所示的由冷卻器10構(gòu)成的冷卻組件CM緊貼配置在上述流通管路41的外面。
具體地說(shuō)，冷卻組件CM應(yīng)安裝在流通管路41的外側(cè)，其不透過(guò)部件13一側(cè)為安裝面、透過(guò)部件11一側(cè)為接觸外部大氣一側(cè)。更具體地說(shuō)，整個(gè)冷卻組件CM配置成圓筒狀，其不透過(guò)部件13緊貼于流通管路41的外側(cè)面。
另外，這里所說(shuō)的“緊貼”不限于不透過(guò)部件13與流通管路41必須直接接觸，如圖8所示也可將熱膠粘劑13a介在兩者中間。通過(guò)使用該熱膠粘劑13a，可減少冷卻組件CM與流通管路41之間的熱阻力，同時(shí)把兩者固定住。
圖9(a)(b)和圖10表示的是另一例凝縮器40的結(jié)構(gòu)。該凝縮器40也具有供高壓制冷劑在其內(nèi)部流通的流通管路41，冷卻組件CM緊貼配置在該流通管路41的散熱面上。
圖示的凝縮器40中，上述流通管路41的中間部分在水平方向上加工成來(lái)回的蛇行彎曲形狀，它的一端是制冷劑入口41a，另一端是制冷劑出口41b。該蛇行彎曲部分夾在一對(duì)冷卻組件CM之間。
各個(gè)冷卻組件CM與圖9所示的完全一樣，由圖1所示的冷卻器10構(gòu)成。該冷卻組件CM在上下方向上橫跨上述流通管路41的蛇行彎曲部分，并且，從表里兩側(cè)夾住上述蛇行彎曲部分，緊貼在該蛇行彎曲部分的表面、即散熱面上。更具體一點(diǎn)講，如圖10所示，冷卻組件CM的不透過(guò)部件13也緊貼在流通管路41的蛇行彎曲部分的外周面上。
另外，若構(gòu)成上述不透過(guò)部件13的材料是象金屬板那樣的比較硬的材料時(shí)，則可以利用以下的方法構(gòu)成凝縮器40。
1)不透過(guò)部件13呈圖9(a)所示的形狀。即、把外嵌在圓筒狀的流通管路41上的復(fù)數(shù)個(gè)半圓部分與在上下方向上連接這些半圓部分的直線部分形成一體。
2)上述不透過(guò)部件13的半圓部分與上述流通管路41的外周面(散熱面)緊貼，將不透過(guò)部件13的直線部分相互連結(jié)。
3)把吸水部件12a和透過(guò)部件11按順序?qū)臃e在不透過(guò)部件13上，形成冷卻組件CM。
另外，這里所說(shuō)的“緊貼”不限于不透過(guò)部件13與流通管路41必須直接接觸，如圖8所示也可將熱膠粘劑13a貼在兩者中間。通過(guò)使用該熱膠粘劑13a，可減少冷卻組件CM與流通管路41之間的熱阻力，同時(shí)把兩者固定住。
本發(fā)明的凝縮器的制造方法還不僅限于上述方法。
在本實(shí)施形態(tài)中，還可將上述的流通管路41和冷卻組件CM一體化，復(fù)數(shù)排列在如圖9(a)所示的水平方向上，并且各列間留有間隙，用于形成空氣流15(圖中為上升氣流)。貫通各列上下部分的連桿12將各列相互連接。另外，在各冷卻組件CM的上側(cè)部分，只有不透過(guò)部件13，如圖10所示，向配水構(gòu)件17的更上方延伸，在該延伸部分設(shè)有貫通孔19b，供上述連桿12穿過(guò)。
下面對(duì)以上所示裝置的作用進(jìn)行說(shuō)明。
圖7中，從壓縮機(jī)1放出的高溫高壓的制冷劑，被送入圖8所示的凝縮器40或圖9(a)(b)及圖10所示的凝縮器40的流通管路41內(nèi)，在緊貼于該流通管路41的冷卻組件CM的冷卻作用下，制冷劑被冷卻凝縮，并在變成液態(tài)的同時(shí)放出凝縮熱。
該凝縮熱從流通管路41經(jīng)圖9所示的冷卻組件CM的不透過(guò)部件13，流入同一組件CM內(nèi)的供給路，使供給路中供給的水14蒸發(fā)。蒸發(fā)的水蒸氣通過(guò)透過(guò)部件11，形成水蒸氣流16和外部的空氣流15一起上升，被排放至外部的大氣中。
也就是說(shuō)，因?yàn)橥高^(guò)部件11具有能自由透過(guò)水蒸氣但不透水的特性，故利用該特性能使透過(guò)部件11與不透過(guò)部件13的間隙部保持住水，供給的水14不會(huì)漏出，并可吸收制冷劑的凝縮熱，蒸發(fā)后的水蒸氣能自由透過(guò)被排放到外部。這樣，冷卻組件CM發(fā)揮制冷作用，利用水的蒸發(fā)可把制冷劑的凝縮熱排放到外部大氣中。
這樣，送入凝縮器40的高溫高壓的制冷劑在冷卻組件CM的冷卻作用下被凝縮液化，送入膨脹閥4。送入膨脹閥4后的液態(tài)制冷劑因絕熱自由膨脹而成為霧狀，被送入到蒸發(fā)器3中。蒸發(fā)器3從室內(nèi)空氣吸收熱量，使霧狀的制冷劑汽化，同時(shí)冷卻室內(nèi)的空氣，實(shí)施對(duì)室內(nèi)的制冷。蒸發(fā)器3內(nèi)汽化的制冷劑氣體被吸進(jìn)壓縮機(jī)1，再次壓縮后變成高溫高壓的制冷劑氣體，如此循環(huán)往復(fù)。
在以上所述的裝置中，通過(guò)把冷卻組件CM緊貼在凝縮器40中的流通管路41的散熱面上，利用該冷卻組件CM內(nèi)的水的蒸發(fā)熱，可高效地冷卻、凝縮流通管路41內(nèi)的制冷劑。
而且，上述冷卻組件CM是將水不能通過(guò)但水蒸氣可自由透過(guò)的片狀透過(guò)部件11與具有熱傳導(dǎo)性的板狀或片狀的不透過(guò)部件13相對(duì)配置，在其中間隔著供給路，只是把如此薄型的冷卻組件CM和流通管路的散熱面緊貼在一起，制成簡(jiǎn)單且緊湊的構(gòu)造，就能實(shí)現(xiàn)高效的凝縮。
尤其是圖9(a)(b)中表示的凝縮器40，將流通管路41做成蛇行彎曲形狀，由一對(duì)冷卻組件CM從表里兩側(cè)夾住該蛇行彎曲部分，如此形成的極薄構(gòu)造就可進(jìn)行上述的凝縮。而且，把上述的流通管路41和冷卻組件CM一體化后復(fù)數(shù)排列，在其間隙中形成空氣流15，利用該空氣流15能促進(jìn)水蒸氣從透過(guò)部件11滲出，提高凝縮效率。
而且，該空氣流15只要具有能促進(jìn)上述水蒸氣滲出的很小的流量即可，這與迄今為止把空氣吹進(jìn)流通管路進(jìn)行冷卻的空冷式不同，幾乎不產(chǎn)生噪音。而且其凝縮效率幾乎不受周圍空氣溫度的影響。
這樣，在具有這種凝縮器40的空調(diào)裝置中，冷卻組件CM立即吸收產(chǎn)生的凝縮熱，由此，可在不向大氣排放熱風(fēng)的情況下進(jìn)行制冷，有助于減少周圍空氣的溫度上升，改善居住環(huán)境。而且，由于是通過(guò)水的蒸發(fā)把制冷劑的凝縮熱散發(fā)到大氣中，所以即使外部空氣溫度高也可制冷。
此外，該實(shí)施例中，該空調(diào)裝置專用于室內(nèi)制冷，壓縮機(jī)1和凝縮器40構(gòu)成室外機(jī)7，膨脹閥4和蒸發(fā)器3構(gòu)成室內(nèi)機(jī)8，但凝縮器40不只限于室內(nèi)空調(diào)，也可作為通常結(jié)構(gòu)的冷卻器或冷凍機(jī)的凝縮器來(lái)使用。
流通管路41的流路截面，除了圖8所示的矩形和圖9所示的圓形外，還可設(shè)定為橢圓、多邊形等其它各種形狀。圖8所示的例子是把流通管路41呈螺旋狀纏繞在筒體44的外面，再在其外面用熱膠粘劑13a把冷卻組件CM緊密固定以減少熱阻力，但例如也可以把冷卻組件CM固定在筒體44的內(nèi)面(省略筒體44時(shí)，是在螺旋狀的流通管路41的內(nèi)周面)等，只要做到使冷卻組件CM緊貼在流通管路41的散熱面上以達(dá)到減少熱阻力的目的，具體采取什么方法都行。
圖7所示的是制冷專用的空調(diào)裝置，也可以如圖11或圖12所示，把凝縮器40和第1熱交換器2串行排列或并行排列，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)制冷和制熱。
圖11中，夏季制冷時(shí)，壓縮機(jī)1放出的高溫高壓的制冷劑氣體經(jīng)四通閥5的作用，沿標(biāo)記A的方向形成制冷劑流，被送入凝縮器40中。進(jìn)入凝縮器40的高溫高壓的制冷劑氣體在冷卻組件CM的冷卻作用下被凝縮液化，經(jīng)過(guò)第1熱交換器2后被送入膨脹閥4中。
送入膨脹閥4的液體狀的制冷劑經(jīng)絕熱自由膨脹而呈霧狀，然后被送入作為蒸發(fā)器的第2熱交換器3’中。第2熱交換器3’從利用風(fēng)扇3a送入的室內(nèi)空氣中吸收熱量，在將霧狀的制冷劑汽化的同時(shí)對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行制冷。第2熱交換器3’內(nèi)汽化的制冷劑氣體被吸入壓縮機(jī)1，再次被壓縮后變成高溫高壓的制冷劑氣體，如此循環(huán)往復(fù)。
下面是制熱時(shí)的情況，壓縮機(jī)1放出的高溫高壓的制冷劑氣體經(jīng)四通閥5的作用，沿標(biāo)記B的方向形成制冷劑流，被送入起凝縮器作用的第2熱交換器3’。送入第2熱交換器3’的高溫高壓的制冷劑氣體在風(fēng)扇3a的作用下，由被送入的室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻形成凝縮液化，同時(shí)送入的空氣因吸收制冷劑的凝縮熱而加溫，對(duì)室內(nèi)進(jìn)行供暖。凝縮液化后的制冷劑經(jīng)膨脹閥4的作用，在絕熱自由膨脹后呈霧狀，被送入到第1熱交換器2里。
第1熱交換器2利用軟管等與外部大氣進(jìn)行熱交換，通過(guò)從利用風(fēng)扇2a送入的室外空氣中吸收熱量，汽化成霧狀的制冷劑。汽化后的制冷劑氣體通過(guò)構(gòu)成凝縮器40的流通管路41被吸進(jìn)壓縮機(jī)1，再次被壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體，如此反復(fù)循環(huán)。此時(shí)，如果將例如由燃燒器所產(chǎn)生的高溫氣體吹向凝縮器40的流通管路41，就可防止上述流通管路41周圍的凍結(jié)，從而使制熱過(guò)程得以順利進(jìn)行。
另外，有關(guān)本發(fā)明的凝縮器的具體構(gòu)造可進(jìn)行種種設(shè)定。例如，上述流通管路41的形狀不限于螺旋狀和蛇行彎曲狀，也可設(shè)置成直線狀或曲線狀、把冷卻組件CM配置成將其周圍圍住的形態(tài)。
也可以把流通管路的表面做成葉片狀，使散熱面積增大，并把冷卻組件CM緊貼在各葉片的表面。
使用聚丙烯作為防水性材料，在下表所示的條件下形成了網(wǎng)狀體。

以這種網(wǎng)狀體作為透過(guò)部件制造上述圖1所示的冷卻器10，當(dāng)使用壓力為100mmAq進(jìn)行供水時(shí)，確認(rèn)了不管哪個(gè)冷卻器10幾乎都沒(méi)有產(chǎn)生漏水的現(xiàn)象，而能把水蒸氣散發(fā)出去。
網(wǎng)狀體使用SUS304制的40平織金屬網(wǎng)(線直徑0.22mm，網(wǎng)孔開(kāi)口0.415mm)，并涂上厚度20-30um的氟樹(shù)脂作為涂層，與上述情況一樣，可以確認(rèn)，可抗住水的供給壓力100mmAq，在防止漏水的同時(shí)又可排放水蒸氣。
權(quán)利要求
1.一種制冷器，其特征是，供水通道的部分或全部由可透過(guò)水蒸氣但不能透過(guò)水的水蒸氣透過(guò)部件構(gòu)成，該供水通道上有網(wǎng)孔，且由防水材料制成。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷器，其進(jìn)一步的特征是，供水通道由一對(duì)呈板狀或片狀的不透水部件互相面對(duì)地構(gòu)成，其中不透水部件至少有一部分是水蒸氣透過(guò)部件，供水通道中設(shè)置有利用毛細(xì)管現(xiàn)象使水通過(guò)的吸水部件。
3.如權(quán)利要求2所述的制冷器，其進(jìn)一步的特征是，一對(duì)不透水部件中之一是呈片狀的可透過(guò)水蒸氣部件，另外一個(gè)不透水部件是呈板狀或片狀的由不透流體的材料制成的不透水部件。
4.如權(quán)利要求2所述的制冷器，其進(jìn)一步的特征是，這一對(duì)不透水部件各包括一個(gè)呈片狀的水蒸氣透過(guò)部件。
5.如權(quán)利要求2所述的制冷器，其進(jìn)一步的特征是，該不透水部件對(duì)分別和吸水部件緊貼。
6.如權(quán)利要求1所述的制冷器，其進(jìn)一步的特征是，每個(gè)網(wǎng)眼的直徑大小具有利用通過(guò)的水的表面張力，使水不濾過(guò)，從而承受得住供水通道中的水壓。
7.凝縮制冷劑的凝縮器包括一個(gè)使制冷劑流動(dòng)的制冷劑流動(dòng)管道，該制冷劑流動(dòng)管道具有一個(gè)使因外部制冷劑凝縮而產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散的表面；一個(gè)緊貼在制冷劑流動(dòng)管道的散熱表面上的冷卻組件，通過(guò)利用散熱表面的水蒸發(fā)的潛熱，以吸收制冷劑凝縮而產(chǎn)生的熱量，該冷卻組件包括如下冷卻裝置一個(gè)供水通道其一部分或全部由水蒸氣可通過(guò)但水不能透過(guò)的水蒸氣透過(guò)部件構(gòu)成，該水蒸氣透過(guò)部件上有網(wǎng)孔，并由防水材料構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7的所述凝縮器，其進(jìn)一步的特征是，制冷劑流動(dòng)管道有一彎曲部分，該彎曲部分設(shè)置在一對(duì)冷卻組件之間，和冷卻組件緊貼。
9.如權(quán)利要求8所述的凝縮器，其進(jìn)一步的特征是，按一定的間隙，設(shè)置有一列冷卻組件，每個(gè)冷卻組件與相應(yīng)的彎曲部分和相應(yīng)的制冷劑流動(dòng)管道的表面緊貼，在冷卻組件列陣中相鄰的冷卻組件之間設(shè)置有使空氣從中流通的間隙。
10.一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)包括一個(gè)壓縮制冷劑的壓縮機(jī)；一個(gè)凝縮器包括一個(gè)用以冷卻制冷劑的散熱表面，該制冷劑是由壓縮機(jī)所壓縮的凝縮制冷劑；一個(gè)使凝縮的制冷劑絕熱地膨脹的膨脹閥；一個(gè)從外部大氣吸熱時(shí)，使膨脹的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，該凝縮器包括一個(gè)使制冷劑流動(dòng)的制冷劑流動(dòng)管道，該制冷劑流動(dòng)管道具有一個(gè)把制冷劑凝縮產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散到外部去的表面；一個(gè)與制冷劑流通管道的散熱表面緊貼的冷卻組件，它利用散熱表面上的水的蒸發(fā)潛熱，以吸收制冷劑凝縮所產(chǎn)生的熱量，該冷卻組件包括如下冷卻裝置一個(gè)供水通道其一部分或全部由可透過(guò)水蒸氣但不能透過(guò)水(至少是部分地)的水蒸氣透過(guò)部件構(gòu)成，該水蒸氣透過(guò)部件上有網(wǎng)孔，且由防水的材料構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求10所述的空調(diào)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特征是，凝縮器至少要和安裝在外部的系統(tǒng)中的一個(gè)外部設(shè)備相結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷卻器10，可將由內(nèi)部的水的蒸發(fā)所生成的水蒸氣順利地排放出外部，且耐水性優(yōu)良，使用壽命長(zhǎng)。該冷卻器10中，配置有水不能透過(guò)的不透水部件，在其內(nèi)側(cè)形成水的供給路12。該不透水部件至少有一部分是由水不能通過(guò)但水蒸氣能自由透過(guò)的透過(guò)部件11構(gòu)成，進(jìn)入上述供給路12的水14蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)該透過(guò)部件11被排放到外部。透過(guò)部件11由具有防水性的材料構(gòu)成網(wǎng)狀體，該網(wǎng)孔的尺寸最好是設(shè)定為能抗住向供水路12供給的水14的壓力、利用該水的表面張力來(lái)阻止水的透過(guò)那樣的大小。另外，把該冷卻器10緊貼于凝縮器的散熱面上，使其結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)高效的凝縮。
文檔編號(hào)F25B40/06GK1405518SQ0210827
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月7日
發(fā)明者森口哲雄, 山岡旭 申請(qǐng)人:森口哲雄, 尚高服務(wù)有限公司